Appunti di impianti industriali elettrici/termici

FABBRICATI INDUSTRIALI

La scelta del fabbricato industriale e delle sue caratteristiche è una parte fondamentale della progettazione. Si tratta di una fase che normalmente avviene dopo la definizione del plant-layout e di tutte le caratteristiche dell'impianto, compresi servomezzi, strutture di servizio, terreno. Prima di tutto esistono due macro-aree in cui si possono dividere le varie tipologie di fabbricati: - A Sviluppo Verticale (utilizzati principalmente in passato, la produzione si distribuiva su più "livelli" e permetteva di ridurre l'estensione dello stabilimento) - A Sviluppo Orizzontale (di gran lunga preferiti al giorno d'oggi, la produzione è distribuita tutta sullo stesso livello con evidenti vantaggi dal punto di vista dei trasporti interni e della linearità dei flussi di lavoro) Le principali caratteristiche da studiare per un fabbricato sono: - Maglia (distribuzione nello spazio dei pilasti portanti della copertura)Altezza Netta sotto Filo Catena (distanza netta tra il piano pavimentato ed il primo "filo" o "livello" della struttura di copertura)

• Posizione ed eventuale predisposizione di un Carroponte
• Posizione delle vie di accesso/uscita
• Carichi ai nodi
• Posizione e necessità delle banchine di carico/scarico
• Ampliamenti futuri

Gli attributi che un fabbricato deve soddisfare sono:

• Fondazioni (si progettano in base al terreno, le caratteristiche ambientali, le necessità dell'impianto)
• Strutture perimetrali/pareti
• Strutture portanti e copertura
• Pavimentazione

La struttura portante può essere di 3 tipi:

• In cemento armato -> Buona capacità termica di isolamento, resistenza al fuoco, assorbimento di rumori e vibrazioni. Permettono di realizzare strutture con tanta flessibilità per le maglie e quindi sfruttamenti superficiali migliori.
• In cemento armato precompresso -> Facilità e

flessibilità di costruzione grazie al fatto che si tratta di strutture prefabbricate. ◦ In acciaio --> Elevate Rapidità e facilità di costruzione, costi ridotti, maglie ampie e prevalentemente quadrate o rettangolari con lo svantaggio che necessitano di manutenzione e trattamento periodici. Scarsa resistenza al fuoco e elevata conducibilità termica, non convenienti quindi dal punto di vista economico di gestione ambientale interna (impianti di condizionamento). COPERTURE E PARETI ESTERNE Le caratteristiche principali di una copertura industriale devono essere: ◦ Impermeabilizzazione e protezione dalle intemperie ◦ Leggerezza ◦ Durata ◦ Pedonabilità ◦ Evacuazione dei fumi in caso di pericolo/incendio ◦ Illuminazione (È importante saper sfruttare il più possibile l'illuminazione naturale proveniente dal tetto ma anche dalle pareti, facendo altresì in modo che non vada in conflitto con quella artificiale (Fenomenodovrebbero essere progettate in modo da consentire l'installazione agevole di impianti elettrici, idraulici e di condizionamento dell'aria. Inoltre, è importante considerare l'isolamento termico delle pareti esterne per ridurre le perdite di calore e migliorare l'efficienza energetica dell'edificio. Un altro aspetto da tenere in considerazione durante la progettazione è l'orientamento dell'edificio. Un corretto orientamento può massimizzare l'illuminazione naturale e ridurre la necessità di utilizzare l'illuminazione artificiale durante il giorno. Inoltre, l'orientamento può influire sulla quantità di calore solare che entra nell'edificio, influenzando così il fabbisogno energetico per il riscaldamento o il raffreddamento. Infine, è importante considerare anche l'efficienza energetica degli infissi e delle finestre. Gli infissi devono essere progettati in modo da ridurre le dispersioni di calore e migliorare l'isolamento termico dell'edificio. L'utilizzo di vetri a bassa emissività e di sistemi di chiusura efficienti può contribuire a ridurre i consumi energetici legati al riscaldamento e al raffreddamento dell'edificio. In conclusione, la progettazione di un edificio sostenibile deve tenere conto di diversi fattori, tra cui l'efficienza termica, l'illuminazione naturale, l'orientamento e l'efficienza energetica degli infissi. Solo attraverso un'attenta progettazione è possibile realizzare edifici che siano confortevoli, efficienti dal punto di vista energetico e rispettosi dell'ambiente.

Sono spesso deputate a costituire un ingresso per tubazioni e cavi elettrici, motivo per cui devono essere strutturalmente in grado di permettere forature senza compromettere la loro resistenza. Da non dimenticare infine che bisogna tenere conto delle norme di sicurezza e far si che il fabbricato le garantisca al 100% con la sua struttura, numero di ingressi/uscite ecc...

DEFINIZIONI IMPORTANTI

LEAD TIME: È definito in senso generale come tempo necessario allo svolgimento di un processo/erogazione di un servizio. Può essere rappresentato dal tempo che passa da quando un cliente esprime la sua richiesta a quando essa viene effettivamente soddisfatta. Più ristrettamente può indicare la durata totale di un processo produttivo, dal primo all'ultimo step di fabbricazione.

TAKT TIME: Si definisce come rapporto tra il tempo a disposizione per effettuare una data produzione e l'entità, di unità da produrre, della produzione stessa. Rappresenta il

“ritmo” di una catena produttiva. Perdefinizione è imposto dai clienti e non è sotto il controllo del produttore,che deve bensì adeguarsi ad esso.

TEMPO CICLO: Tempo necessario ad effettuare una specifica lavorazione.E’ un indicatore dell’efficienza dell’azienda ed è sotto il suo controllo,quindi è migliorabile.

BUFFER: E’ un accumulo temporaneo di prodotti tra una lavorazione e lasuccessiva che permette di svincolarle tra di loro riferendosi ai diversitempi di processo che hanno. Si tratta quindi di un magazzinointeroperazionale che ha inoltre la funzione di contrastare avvenimentiimprevisti quali la rottura di un macchinario ed evitare che la produzionedi fermi del tutto. Per il suo dimensionamento esistono vari metodi , tracui quello delle code.

TEMPO DI FUNZIONAMENTO (UPTIME) : Tempo in cui una macchina lavoraeffettivamente su di un pezzo.

TEMPO DI INATTIVITA’ (DOWNTIME) : Tempo in cui una macchina nonlavora

su di un pezzo per guasti, manutenzione o altri motivi. TEMPO DI POTENZIALE FUNZIONAMENTO: Somma di Uptime e Downtime, rappresenta il tempo in cui una macchina potrebbe effettivamente lavorare di un pezzo ma non lo fa. DISPONIBILITÀ: Rapporto tra Uptime e Tempo di potenziale funzionamento, rappresenta talvolta una percentuale. KANBAN (SCHEDA VISIVA - SEGNO): È un metodo di gestione del flusso di lavoro, molto popolare per la definizione, la gestione e il miglioramento dei servizi che forniscono un lavoro conoscitivo. Il kanban si fonda su 3 principi fondamentali: - Favorire il miglioramento e l'incremento graduali dei processi produttivi, basandosi sulla continua osservazione degli stessi ed evitando stravolgimenti che potrebbero risultare controproducenti. - Favorire l'utilizzo delle risorse a disposizione (continuare con ciò che si è iniziato) tendendo alla massima ottimizzazione possibile. - Comprendere e valorizzare le richieste dei clienti, questo

Aiuta in una organizzazione del lavoro generale volta alla qualità dei servizi offerti.

Gestione della produzione volta alla riduzione/annullamento del muda (spreco). Un esempio può essere l'ottimizzazione dei flussi produttivi in modo da rispettare ed essere perfettamente in linea con i tempi richiesti. Infatti anche l'anticipo può comportare spesso sprechi inutili di risorse, magazzini, personale ecc... Tutto questo è fondato sull'osservazione globale e continua.

GESTIONE DELLA LOGISTICA ESTERNA TRAMITE IL METODO MILK RUN

Normalmente, i flussi in uscita/entrata di uno stabilimento industriale vengono gestiti in maniera indipendente rispetto ai punti di arrivo/prelievo esterni. Quindi si ha una condizione di questo genere:

Questo approccio, oltre a risultare sconveniente per i magazzini del produttore, può risultare sia economicamente che funzionalmente non efficiente per vari motivi, primo fra tutti le inutili (e talvolta

evitabili) distanze percorse dai mezzi di trasporto impiegati. L'approccio Milk Run si pone di contro l'obiettivo di ottimizzare tali aspetti e di rendere più fluidi ed efficienti i flussi di materiale. Il principio è quello di valutare le distanze tra i vari fornitori (come da esempio) e pianificare un percorso conveniente che li colleghi e permetta ai mezzi di ridurre i km percorsi e di ottimizzare i tempi. Inoltre, siccome i mezzi non completano il proprio carico solo con un prodotto, e lo stesso numero di questi viene dilazionato, pur soddisfando le necessità, in tempi maggiori, i magazzini dell'azienda a valle risulteranno meno sfruttati, con evidenti vantaggi secondari. Ovviamente in base alle esigenze esisteranno varie "versioni" di questo approccio, ma tutte con gli obiettivi sopra descritti.

INGEGNERIA ECONOMICA

CAPITALE: Quota in denaro necessaria per effettuare un investimento. Il capitale è reperibile tramite finanziamenti bancari, prestiti obbligazionari,

contributi pubblici ecc…Un prestito obbligazionario è una forma di finanziamento a lungotermine, secondo contratto, che un investitore fa nei confronti di unasocietà chiedendo in cambio una cedola di interessi pagataperiodicamente che rappresenta il suo guadagno. Il richiedente, che puòessere una società o un ente pubblico, deve emettere nei confrontidell’investitore un titolo obbligazionario (di debito) che acquisisce quindiil diritto ad essere rimborsato dell’intera somma prestata più i sopracitatiinteressi.

INTERESSE: Quota di denaro pagata per l’utilizzo di un capitale ottenutoin prestito.

PROFITTO: Remunerazione derivante dall’investimento di un capitale.

TASSO DI INTERESSE: Ammontare dell’interesse relativo ad una unità didenaro e ad un periodo di tempo (periodo di interesse).

NUMERO DI PERIODI DI RIFERIMENTO DELL’INTERESSE —> n

Una volta definita la somma da richiedere, le modalità

possibili dirimborso della stessa possono essere varie:

• INTERESSE SEMPLICE —> interessi ogni anno + capitale all’ultimo anno
• INTERESSE COMPOSTO—> ( Interessi + capitale) all’ultimo anno
• PIANO DI AMMORTAMENTO—> Pagamento di quote annue uguali comprensive degli interessi e di parte del capitale di volta in volta.

ESEMPIO DI CALCOLO PER INTERESSE COMPOSTO

CALCOLO RATA PER PIANO DI AMMORTAMENTO

Ps: Il Valore residuo rappresenta una parte di denaro realizzabile al termine del periodo di vita utile del bene a cui si riferisce. E’ importante ricordare che di norma la durata di un piano di ammortamento si stabilisce in base alla “vita economica” del bene acquistato tramite il prestito, quindi in base al periodo di tempo in cui esso partecipa.